Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

бжд лекции / Лекция № 11

.doc
Скачиваний:
42
Добавлен:
19.05.2015
Размер:
36.35 Кб
Скачать

Лекция № 11.

Электромагнитные излучения

ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

В машиностроении широко используют электромагнитные поля, как переменные, так и постоянные. Их при­меняют для индукционной и диэлектрической термообра­ботки различных материалов, для получения плазмен­ного состояния вещества, радиовещания и телевидения и др. Применение новых технологических процессов дает значительное улучшение условий труда, так как отсутст­вие плавильных или нагревательных печей снижает за­газованность воздуха на рабочих местах, уменьшает ин­тенсивность теплового облучения. Однако устройства, генерирующие электромагнитные поля, обусловили появ­ление ряда проблем по защите персонала от их воздей­ствия. Опасность воздействия электромагнитных, по­стоянных магнитных и электростатических полей усугуб­ляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств.

Источники и характеристики электромагнитных полей

Источниками электромагнитных полей являются: ат­мосферное электричество, радиоизлучения солнца и га­лактик, квазистатические, электрические и магнитные поля земли, искусственные источники (электротермиче­ские установки с машинными генераторами, клистронные и магннтронные генераторы и т. п.).

Искусственными источниками являются индукторы, конденсаторы термических установок с ламповыми гене­раторами (мощность которых обычно лежит в пределах И—200 кВт); фидерные линии, соединяющие отдельные части генераторов, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, открытые концы вол­новодов, генераторы сверхвысоких частот.

Линии электропередач (ЛЭП) напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, вклю­чающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы, сборные, соеди­нительные шины и вспомогательные устройства являют­ся источниками электрических полей промышленной частоты. При работе с легко электризующимися мате-

риалами и изделиями, при эксплуатации высоковольтных установок постоянного тока образуются электростатиче­ские поля.

Источниками постоянных магнитных полей являются: электромагниты, соленоиды, импульсные установки полу-периодного или конденсаторного типа, литые и металло-керамические магниты.

Электромагнитное поле, создаваемое источниками, характеризуется непрерывным распределением в прост­ранстве, способностью распространяться со скоростью света, воздействовать на заряженные частицы и токи, вследствие чего энергия поля преобразуется в другие ви­ды энергии. Переменное электромагнитное поле являет­ся совокупностью двух взаимосвязанных переменных по­лей— электрического и магнитного, которые характери­зуются соответствующими векторами напряженности Е (В/м) и Н (А/м). При распространении электромаг­нитной волны в проводящей среде секторы Е к Н связа­ны соотношением

Е - Н

(18)

где ю — круговая частота электромагнитных колебаний; ц — магнитная проницаемость этого вещества; V — удель-

ная электропроводность вещества экрана; А =

коэффициент затухания; г — глубина проникновения электромагнитного поля в экран.

При распространении в вакууме или в воздухе с — = 377 Я. Фазы колебания векторов Е к Н происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях.

В зависимости от длины волны, генерируемой источ­никами, весь радиодиапазоп электромагнитных полей разбит на поддиапазоны (табл. 8).

' Длина волны К (м) связана с частотой / (Гц) соот­ношением волн А/=У, где V — скорость распространения электромагнитных волн, равная V = с!У ~\з.$ (с — скорость света; ц и е — магнитная и диэлектрическая проницае­мость среды). Для воздуха V & с. Электромагнитное поле несет энергию, определяемую плотностью (Вт/мг) пото-

-> -* ~у

ка мощности (энергии) 1 — ЕН, которая показывает, ка­кое количество энергии протекает за 1 с сквозь площад­ку в 1 м2, расположенную перпендикулярно движению

Таблица 8 Классификация электромагнитных полей радиочастот

Часто­ты

Высокие частоты (ВЧ)

100 кГц -30 МГц

Ультравысо-кис частоты

(УВЧ) 30-300 Л1гц

Сверхвысокие частоты (СВЧ) 800 МГя-300 ГГц

Дли­ны волн

Длинные 3 кя — 10 м

10 и~1 м

Децимет­ровые 1 м — 10 см

Сантимет­ровые

10 см— 1 см

Миллимет­ровые 1 см— 1 мм

волны. При излучении сферических волн плотность по­тока энергии может быть выражена через мощность, подводимую к излучателю 'Рист:

(19)

откуда напряженность электрического поля (В/м) Е — у ЗОРист/г,где г — расстояние до источника излуче­ния.

Все эти рассуждения откосятся к волновой зоне, или

зоне излучения, которая характеризуется бегущей элект-

ромагнитной полной. Расположена эта зона на расстоя-

'нии /?>?1/2л^Х/6 от источника; на расстоянии К^.К/&

•-располагается зона индукции, в которой еще не сформи-

ровалась бегущая электромагнитная волна, электриче-

^кое и магнитное "поля следует считать независимыми

друг от друга, поэтому эту зону можно характеризовать

как электрической, так и магнитной составляющими

электромагнитного поля.

§ 48. Воздействие переменных электромагнитных нолей

на человека

Воздействие электромагнитных полей на человека за­висит от напряженностей электрического и магнитного по л ей, ""поток а энергии, частоты колебаний, размера об­лучаемой поверхности тела и индивидуальных особенно­стей организма.

Электромагнитное поле воздействует следующим об­разом: и электрическом поле атомы и молекулы, из ко­торых состоит тело человека, поляризуются, полярные молекулы (например, воды) ориентируются по направ-

лению распространения электромагнитного поля; в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей, крови и т. п., после воздействия внешнего поля появляются ионные токи. Переменное электрическое по­ле вызывает нагрев тканей человека как за счет пере­менной поляризации диэлектрика (сухожилии, хрящи и т. д.}, так и за счет появления токов проводимости. Тепловой эффект является следствием поглощения энер­гии электромагнитного поля. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются ука­занные эффекты.

Избыточная теплота отводится до известного преде­ла путем увеличения нагрузки па механизм терморегу­ляции. Однако начиная с величины /=10 мВт/см2, на­зываемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты, и температура тела по­вышается, что приносит вред здоровью.

Наиболее интенсивно электромагнитные поля воздей­ствуют на органы с большим содержанием воды. Пере­грев же особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или с недостаточным кровообраще­нием (глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и мочевой), так как кровеносную систему можно уподо­бить системе водяного охлаждения. Облучение глаз вы­зывает помутнение хрусталика (катаракту), которое об­наруживается не сразу, а через несколько дней или не­дель после облучения.

Электромагнитные поля оказывают специфическое воздействие на ткани человека как биологические объ­екты при интенсивности поля, значительно меньшей теп­лового порога. Они изменяют ориентацию клеток или цепей молекул в соответствии с направлением силовых линий электрического поля, ослабляют биохимическую активность белковых молекул, нарушают функции сер-•дечио-сосудистой системы и обмена веществ. Однако эти изменения носят обратимый характер: достаточно пре­кратить облучение, и болезненные явления исчезают.

Воздействие постоянных магнитных и электростати­ческих полей зависит от напряженности и времени воз­действия. При воздействии полей, имеющих-- напряжен­ность выше предельно допустимого уровня, развиваются нарушения со стороны нервной, сердечно-сосудистой си­стем, органов дыхания, органов пищеварения, и некото­рых биохимических показателей крови.

213

4

Соседние файлы в папке бжд лекции